一种高温超导带材表面缺陷质控方法及检测系统与流程

本发明涉及高温超导带材的生产技术领域，具体地说，是一种在生产高温超导带材时用来检测高温超导带材表面缺陷的系统，以及根据高温超导带材表面的缺陷对产品进行质控的方法。

背景技术：

超导材料在低温下具有完全的零电阻和完全抗磁性特点。其无阻、抗磁特性在工业、国防、科学研究、医学等领域的巨大应用前景使得各国政府都极为重视超导技术的开发研究。最早发现的超导材料的超导转变温度很低，在几K到23K之间，其只能在液氦下工作。维持液氦的温度是需要很高的成本的，而且地球上的氦气含量很低，液氦不可能大规模地应用。因此尽管低温超导材料已经发现了近100年，但其在工业上的应用很少，主要是应用在MRI（Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像）的强磁体上。1986年液氮温区的高温超导材料的发现，改变了这一情况，高温超导材料可以在液氮下应用，而液氮的成本极低，并且是地球上最多的气体，使得超导材料在工业上的大规模应用有了可能。

最早开发的高温超导带材是第一代铋系高温超导带材， 一代带材的工艺相对比较容易，良率高，但是后来，人们发现一代带材有难以克服的内禀缺陷。对于第一代铋系高温超导带材，以钇系高温超导材料为涂层的第二代高温超导带材具有高出两个数量级的临界电流密度、优良的磁场下载流能力、高的机械强度和低成本潜力等优势，因而是最具产业化前景的超导材料。由其制成的超导电缆的载流能力是现在铜电缆的5-10倍，由其绕制的大型电机体积重量可缩小为原来的1/4，其制作的强磁体可以无损耗地长期运行，利用其超导转变特性的超导限流器可突破现有电力技术的极限。美国能源部认为高温超导技术是21世纪电力工业唯一的高技术储备，有着广阔的应用前景和巨大的市场潜力，将在本世纪在许多重要领域如智能电网、能源、军事工业、医疗、交通及科学研究，带来革命性的影响。经过十几年的产品化开发，已经有公司开始向市场提供商业带材。二代高温超导带材及其应用正在形成一个新兴的产业。

二代高温超导带材产业化的一个关键是提高良率。 影响带材良率的一个重要因素是存在于带材上的缺陷。缺陷使得超导性能被破坏，超导电流无法通过。

二代高温超导带材通常为25-100微米厚的为镀膜的金属带，宽度为10-200毫米，长度为几百到几千米。初始金属带表面为纳米级光洁度，然后在金属带材上镀若干层缓冲层薄膜，最后沉积一层为超导层。在带材处理和镀膜过程中可能引入各种各样的缺陷，缺陷会对超导电流形成阻碍，影响最终的产品良率。金属带材或镀膜的带材一般缠绕在一个初始卷盘上，通过走带系统 （具有张力控制和速度控制），连续地经过工艺处理区（抛光，镀膜，测量等），完成工艺处理后，缠绕到接受盘上，这就是卷对卷动态处理工艺。

建立一套缺陷检测系统对涂层导体的质量控制的重要性是显而易见的。二代高温超导带材需要经过许多道工艺处理，在每一道工艺处理前，人们希望避免不符合要求的带材进入后面的昂贵的工艺处理，带材表面缺陷是一个重要的质控指标。

缺陷检测最通常的方法是人工检查，人工检测有很多缺点：效率很低，漏检率很高，而且人工检测分辨率低，这样会造成许多的误判，如图1所示，低分辨下发现12毫米宽的带材100有一个2毫米大小的缺陷101，通常会认为这个缺陷101会对超导电流造成2/12=17%的阻碍率，这样的带子将被作为废品，不能进入后续工艺处理。但是如果在高分辨下观察这个缺陷，这个在低分辨率下为看似连续的2毫米缺陷101有可能是由许多离散的40-50微米小颗粒构成的，大部分电流可以从小颗粒之间流过，所以这个缺陷对电流的阻碍不是17%，可能是5%，如果电流阻碍率的质控阈值设为小于7%，那么这根带子是可以进入下一道工艺处理的。

例子二则是一个相反的情况，见图2，在该带材200上，低分辨下观察到一个无缺陷的表面。但实际上，在高分辨率下观察某区域201，发现存在大量的~10微米的小颗粒（人眼能够分辨的最小颗粒是20-40微米，所以人工检查会认为是无缺陷表面），而且密度很高，对电流的阻碍率可能超过7%，这样的带材是不能进入后续工艺处理的。

专利号为US7805173B2的美国专利文献给出了使用成像系统代替人工进行检测的方法，但是在他们的专利里，检测系统最终只是给出了缺陷的表征，比如缺陷面积占比，缺陷的线密度，缺陷的大小，形状，特征等。缺陷的表征并不能告诉我们缺陷对超导带材电流的影响。比如在图3，我们取三个具有相同面积占比，但是不同的颗粒分布的缺陷情况来说明。在图3a中，小颗粒均匀分布，这样的分布对电流有一些阻碍，阻碍率取决于密度；在图3b中，小颗粒大部分沿着带材长度方向排列，这样的缺陷分布对电流的阻碍率是小于图3a的阻碍率的；在图3c中，小颗粒大部分沿着带子的宽度方向排列，这样的分布对电流的阻碍率则高于图3a的阻碍率。相同面积占比，但是不同的缺陷形状对电流的影响也可以很不同。参见图4所示，带材为12毫米宽的带材，缺陷A是0.1毫米宽x8毫米长的平行于带材长度方向的划痕，缺陷B为0.1毫米宽x3毫米长沿着带材宽度方向的划痕，缺陷A面积是缺陷B面积的4倍，但是,对电流的影响很小 ,它造成电流的下降是0.1mm/12mm=0.8%，可以忽略。缺陷B由于沿着带材宽度方向，其对电流的影响是2/12=16%。

所以仅仅是给出缺陷的表征的缺陷检测系统在实际产品质量控制中漏检率和误判率是非常高的，甚至不如人工检测。正真有用的在线自动缺陷检测系统应该是给出缺陷对电流的阻碍率。这是用于高温超导带材的缺陷检测系统作为可靠的质控的关键之处。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是一种识别准确、识别速度快、识别效率高的高温超导带材表面缺陷检测系统，以及根据高温超导带材表面的缺陷对产品进行质控的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高温超导带材表面缺陷质控方法，通过计算高温超导带材的表面缺陷对电流的阻碍率作为质控指标。

进一步地，通过数值计算或模拟方法得到有缺陷存在的情况下所述高温超导带材的的电流分布，并根据电流分布计算出所述高温超导带材的表面缺陷对电流的阻碍率。

进一步地，所述数值计算或模拟算法包括有限元分析法和有限差分法。

进一步地，所述有限元分析法的控制方程为电流连续性方程▽J（x, y）=0其中J为高温超导带材表面坐标为（x，y）的点的电流密度矢量；边界条件为在缺陷的边界和带材的边界上，电流的法向分量Jn为0，电流的切向分量Jt为常量。

进一步地，计算所述缺陷对电流的阻碍率的方法为：将所述缺陷在高温超导带材宽度方向上的投影除以所述高温超导带材宽度，得到缺陷对电流的阻碍率。

进一步地，将高温超导带材在长度方向上划分为多个切片，将落在同一切片上的各个缺陷在高温超导带材宽度方向上的投影长度之和，减去同一切片内各个缺陷在带材宽度方向上的投影的重叠部分，然后除以所述高温超导带材宽度，得到缺陷对电流的阻碍率。

进一步地，当在高温超导带材长度方向上存在多个缺陷时，判断多个缺陷之间是否存在相干，若存在，将所述多个缺陷识别为一个缺陷。

进一步地，判断多个缺陷之间是否存在相干的方法为：将缺陷的尺寸扩展一相干距离L，判断扩展后的缺陷是否与其它缺陷产生重叠，若是，则判断为产生重叠的缺陷之间存在相干。

进一步地，所述方法具体包括：

A、通过成像装置获得高温超导带材表面的图像，并识别出高温超导带材表面的缺陷。

B、计算出所述缺陷对电流的阻碍率；

C、根据所述缺陷对电流的阻碍率判断出该段高温超导带材的质量。

本发明还提供了一种高温超导带材表面缺陷检测系统，包括：

照明装置，用于对所述高温超导带材表面进行照射，提供图像采集所需的光照；

成像装置，用于采集高温超导带材表面的图像信息；

分析控制器，用于根据所述图像信息识别出高温超导带材表面的缺陷，计算出所述缺陷对电流的阻碍率，并将所述缺陷对电流的阻碍率作为高温超导带材的质控指标。

进一步地，所述照明装置为暗场照明装置。

进一步地，所述照明装置、高温超导带材和成像装置的至少一部分置于暗盒中。

进一步地，还包括有照明光强探头，用于监控照明光强，提供反馈给所述照明系统，调整照明光强使之保持稳定。

进一步地，所述分析控制器计算出缺陷对电流的阻碍率后，把电流阻碍率和对应的高温超导带材位置存储到检测结果文件，并在计算机上显示出电流阻碍率-带材位置的图，供用户快速判读该高温超导带材的品质。

进一步地，所述分析控制器包括：

缺陷类型识别模块，用于识别出高温超导带材表面的缺陷类型；

标识模块，用于将不同类型的缺陷以不同的颜色和图标标识画在电流阻碍率-带材坐标图上；

存储模块，用于将所述缺陷类型识别模块不能识别为现有缺陷类型的缺陷，把缺陷图像以带材坐标为名存储下来，供将来的可能的人工具体分析分类。

进一步地，所述分析控制器还包括学习归纳模块，所述学习归纳模块用于接收用户提供的一定数量的同一类缺陷，归纳出该类缺陷的特征，并将该类缺陷的特征输出给所述缺陷类型识别模块。

本发明根据识别出的缺陷大小、形状和分布，计算缺陷对高温超导带材的电流阻碍率，将缺陷对高温超导带材的电流阻碍率作为高温超导带材的质控指标。可以更准确地反应出缺陷对高温超导带材性能的影响，使得判断结果更为准确。从而避免将合格的产品废弃，也可避免让不合格的产品进入下一道工序，降低生产成本、提高产品良率。

附图说明

图1是高温超导带材上一种缺陷的示意图。

图2是高温超导带材上另一种缺陷的示意图。

图3是高温超导带材上三种同面积宏观缺陷的微观对比图。

图4是高温超导带材上多种缺陷对超电电流影响因素的示意图。

图5是本发明中对高温超导带材划分切片的方法示意图。

图6是高温超导带材表面缺陷检测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本发明根据识别出的缺陷大小、形状和分布，计算缺陷对高温超导带材的电流阻碍率，将缺陷对高温超导带材的电流阻碍率作为高温超导带材的质控指标。本发明具体提供两类缺陷对电流阻碍率的算法，一类是切片法，将图像在带材长度方向上划分为多个切片，将落在同一切片内的缺陷在带材宽度方向上的投影之和除以所述高温超导带材宽度，得到这个切片区域内缺陷对电流的阻碍率。此法简单快速地计算出阻碍率，也可以应付生产中遇到的绝大部分缺陷情景，适合高速缺陷检测系统。另一种方法可以精确地计算出任何缺陷情况下的对电流的阻碍率。这个方法是通过数值计算或模拟得到精确有缺陷存在的情况下的电流分布，并根据电流分布计算出电流阻碍率。此法的好处是可以精确计算出任何缺陷情景下的电流阻碍率，缺点是计算复杂，需要的时间较长，不适合高速检测系统，或在用于高速检测系统时，不能做实时的电流阻碍率计算，需要把缺陷图像存储起来，供以后计算电流阻碍率。

在计算缺陷对电流的影响时，对于离散的点缺陷（例如图4总的缺陷分布F）计算其对电流的影响很简单，因为他们对电流的阻碍相当于单个散点对电流的阻碍，每个缺陷对电流的阻碍率等于缺陷在带材宽度上的投影长度除以带材宽度，这是因为电流绕过一个散点后，在遇到下一个散点前，已经重新恢复了均匀流动，等效于电流每次只是遇到一个散点缺陷，也就是说两个散点之间没有相干性。但是如果缺陷沿带材的宽度方向排列（例如缺陷分布D），电流会同时遇到这些缺陷，所以这样散点缺陷分布对电流形成阻碍率是沿带材的宽度方向排列的散点缺陷在带材宽度方向的投影长带之和，除以带材的宽度。如果缺陷在带材宽度方向的投影有重叠，就需要减去重叠的部分。

如果散点缺陷靠的很近，聚成团（例如缺陷分布E），那么电流在绕过一个缺陷后，还没有恢复均匀流动，就又遇到了其他缺陷，这样的缺陷是相干的，电流在相干缺陷之间的区域流动也会受到严重阻碍。电流从它们之间的通过的通过率是他们之间距离的函数。我们定义当通过率是25%时的缺陷间距离为缺陷的相干长度L。相干长度一般很小，对大缺陷的阻碍率的计算的影响不大，但在计算大量的小颗粒对电流的阻碍时需要考虑。

根据上述考虑，下面给出一个本发明里计算缺陷对超导电流阻碍率简便快速算法---切片法，具体实施步骤如下：

1. 通过带材的走带系统，控制带材连续通过成像系统；

2. 成像系统获得带材表面的图像；

3. 通过下面的两种方法识别出图像的所有缺陷：

a) 灰度阈值法：所有超过设定的灰度阈值的区域被认定为缺陷

b) 灰度突变法：灰度的导数超过设定阈值处被认为是缺陷的边缘。

用户可以根据实际情况选择其中之一缺陷识别方法，也可以同时使用两种方法来识别缺陷。

当存在多个缺陷时，需要判断多个缺陷之间是否存在相干，若存在，将所述多个缺陷识别为一个缺陷，以得到更准确的电流阻碍率。具体实施方案之一是，判断多个缺陷之间是否存在相干的方法为：将缺陷的尺寸扩展一相干距离L，判断扩展后的缺陷是否与其它缺陷产生重叠，若是，则判断为产生重叠的缺陷之间存在相干。当L取0时，即不对缺陷进行扩展。

将图像在带材长度方向上划分为多个切片，如图5，将落在同一切片内的缺陷在带材宽度方向上的投影之和除以所述高温超导带材宽度，得到这个切片区域内缺陷对电流的阻碍率。如果一些缺陷的在带材宽度方向的投影有重叠的部分，则投影之和需要减去重叠的部分以避免重复计算。

判断某一缺陷是否落在某一切片上时，有两种可选方法：

c) 如果缺陷有任何一部分落入切片，则认为这个缺陷落入这个切片；

d) 只有缺陷的中心点落入切片内，才认为这个缺陷落入这个切片。

其中优选的方法是方法a）方法。

每个切片的宽度d一般为相干长度L或为相干长度L乘以一个校正系数，可以根据相应的带材的实际阻碍率和计算所得的阻碍率进行校正。切片的宽度d范围一般在5微米到200微米。

上述切片法实施方案给出了一个简便的缺陷对电流阻碍率的计算方法，计算速度很快，实时给出缺陷阻碍率，对于绝大部分实际生产中遇到的缺陷情况可以给出很好的结果。可以用于高速（检测速度大于100米/小时）检测时。

但是缺陷检测可能遇到的一个情况是如图4中的缺陷C1+C2。缺陷C1为斜的划痕,它在带材宽度方向的投影y5的长度就是C1对电流的阻碍大小，但是如果有两条斜的划痕C1、C2在一起，阻碍率的计算就比较复杂，不能简单地通过计算两条斜痕C1、C2在带材宽度方向的投影之和来计算阻碍率=(y5+y4)/12, 因为电流可以在C1、C2中间流过，所以阻碍率应该是≈(12-y1-y3)/12。此处假设带材的宽度为12mm。

我们下面给出的阻碍率算法，可以精确地计算出任何缺陷情况下的对电流的阻碍率。这个方法是通过数值计算或模拟得到精确有缺陷存在的情况下的电流分布，并根据电流分布计算出电流阻碍率。具体步骤如下：

1.通过带材的走带系统，控制带材连续通过成像系统；

2.成像系统获得带材表面的图像；

3.通过下面的两种方法识别出图像的所有缺陷

e) 灰度阈值法：所有超过设定的灰度阈值的区域被认定为缺陷；

f) 灰度突变法：灰度的导数超过设定的阈值的地方被认为是缺陷的边缘。

用户可以根据实际情况选择其中之一缺陷识别方法，也可以同时使用两种方法来识别缺陷。

通过数值计算/模拟的方法计算电流分布，并根据电流分布计算出电流阻碍率。数值计算/模拟的方法包括有限元分析法。把空间域上连续的电流分布用一系列离散区域上的电流变量来替代。根据超导电动力学建立起描述这些离散变量的相互作用关系，也叫控制方程。根据缺陷的分布和物理原理，建立边界条件。然后通过建立等效变分，通过计算机求变分的最小值确定各个有限元上的电流分布，从而算出缺陷对超导电流的阻碍率。

作为一个优选方案，控制方程为电流的连续性方程，▽J（x, y）=0其中J（x, y）为高温超导带材表面坐标为（x，y）的点的电流密度矢量。

作为一个优选方案，边界条件为：

a)在缺陷的边界和带材的边界上，电流的法向分量Jn为0，电流的切向分量Jt为常量;

b)带材的电流流入端边界上，假设电流为沿带材宽度方向（x方向）的均匀流动常数Jx=J0,Jy=0。

为了简化计算，引入一个标量场a（x, y），代替电流密度矢量场J（x, y），定义J=▽a，构成一个拉普拉斯方程 Δa=0。

通过标准的控制方程为拉普拉斯方程的有限元计算机数值算法，计算获得在有缺陷存在的情况下的超导电流分布。

找出计算出的电流分布中的最大电流密度值Jmax。由于超导中最大的电流密度不能超过超导体的临界电流Jc，同时由于控制方程和边界条件都是线性的，所以可以令Jmax=Jc。电流阻碍率=（Jmax-J0）/Jmax。

这个数值模拟的方法可以适应任何的缺陷分布情况，精度也比切片法高，但是计算量大，可以用于检测速度慢的缺陷检测系统，或做离线处理。

总结:

本发明通过计算缺陷对高温超导带材的电流阻碍率，来判断高温超导带材的质量，可以更准确地反应出缺陷对高温超导带材性能的影响，从而使得判断结果更为准确。一方面，使得具有实际影响较大的缺陷的高温超导带材不会进入下一工序，减少后续工序成本的浪费；另一方面，本发明也使得具有看起来较大但实际影响不大的缺陷的高温超导带材不会被丢弃，同样减少了材料的浪费。

本发明除了上述的质控方法外，还包括高温超导带材表面缺陷检测系统，这个检测系统如图6所示，包括：

照明装置603，用于对所述高温超导带材600表面进行照射，提供图像采集所需的光照；

成像装置602，用于采集高温超导带材600表面的图像信息；

分析控制器（图中未示出），用于根据所述图像信息识别出高温超导带材600表面的缺陷，计算出所述缺陷对电流的阻碍率，并将所述缺陷对电流的阻碍率作为高温超导带材的质控指标。其中，所述质控指标是对产品质量等级的参考标准。可以通过检测缺陷对电流的阻碍率，将高温超导带材定为合格产品和不合格产品；或者根据缺陷对电流的阻碍率对产品进行分级。

优选地，所述照明装置为暗场照明装置。所述照明装置603及所述成像装置602的至少镜头部分置于暗盒601中，所述暗盒601上设有高温超导带材600的通道。检测时，高温超导带材600从该通道中穿过，从而使检测系统对高温超导带材600位于暗盒601内的部分进行检测。照明装置603及成像装置602置于暗盒601中，减少外界光线和照明装置的反射光造成的漫反射对成像装置的干扰，有助于提高成像的信噪比，这对提高对微小和微弱缺陷的探测灵敏度很重要。

另外，照明装置603采用暗场照明，避免反射光进入成像装置602。具体地，成像装置602的光轴垂直于所述高温超导带材600表面，所述照明装置602发出的光线604与所述高温超导带材600的表面呈一角度，该角度使高温超导带材表面反射的光线605不会进入所述成像装置602的镜头。

照明装置603优选采用环形光源，比如高稳定性高寿命的LED照明灯。因为各种不同的缺陷类型对不同入射角（定义为入射光和带材表面的夹角）的散射光606不同，为了能够检测各种不同的缺陷，最优方案是包含各个角度的入射角，但是最大的入射角设计要保证仍然是暗场照明，也即反射光不能进入相机。成像系统的分辨率要在成本和处理时间允许的范围内尽可能的高，一般要达到15微米的缺陷颗粒分辨率，考虑到缺陷的可靠识别和带材运动造成的拖影，相机的分辨率要达到5微米。用户可以调节缺陷识别的参数阈值（灰度、对比度等）。

优选地，本发明的检测系统还包括有照明光强探头，用于监控照明光强，提供反馈给所述照明系统，调整照明光强使之保持稳定。

成像装置获得图像后，根据用户选择的缺陷识别方法，识别出缺陷，然后用数值计算模拟的方法或简单快速的切片法，计算出缺陷对电流的阻碍率，然后把电流阻碍率和对应的带材位置存储到检测结果文件，并在计算机上显示出电流阻碍率-带材位置的图，供用户快速判读是否这根带子是优品、次优品、及格品还是次品。如果电流阻碍率超过了用户设定的阈值，需要把缺陷图像以带材坐标为名存储下来，供将来的可能的人工具体分析。

具体地，所述分析控制器包括：

缺陷类型识别模块，用于识别出高温超导带材表面的缺陷类型；

标识模块，用于将不同类型的缺陷以不同的颜色和图标标识画在电流阻碍率-带材坐标图上；

存储模块，用于将所述缺陷类型识别模块不能识别为现有缺陷类型的缺陷，把缺陷图像以带材坐标为名存储下来，供将来的可能的人工具体分析分类。

系统软件可以进一步具备缺陷类型识别功能，能够识别出不同的缺陷类别，比如水渍斑、群居小颗粒、手指印、划痕、油污点、纤维丝等，不同类型的缺陷以不同的颜色和图标标识画在电流阻碍率-带材坐标图上。对不能识别为现有缺陷类型的缺陷，系统需要把缺陷图像以带材坐标为名存储下来，供将来的可能的人工具体分析分类，总结出缺陷类型特征，提供给软件。

系统软件可以进一步具备缺陷类型特征学习归纳功能，当用户提供一定数量的同一类缺陷给系统后，软件能够自动归纳出这类缺陷的特征。

具体地，所述分析控制器还包括学习归纳模块，所述学习归纳模块用于接收用户提供的一定数量的同一类缺陷，归纳出该类缺陷的特征，并将该类缺陷的特征输出给所述缺陷类型识别模块。

下面用具体的实施例示例性地说明本发明。

要检测的产品为高温超导带材，为镀膜的金属带，宽12毫米，厚50-100微米，长100-3500米，带材缠绕在一个初始卷盘上，通过走带系统（具有张力控制和速度控制），经过样品台，绕到接受卷盘上。速度为3.3厘米/秒。带材移动时的左右漂移 <0.5mm, 上下波动<0.080mm。

由于走带速度很低（3.3厘米/秒），没有必要使用贵昂的线阵相机以及线阵照明系统，所以成像系统采用510M的黑白面阵相机，分辨率为2456*2058, 像素大小为3.45μm*3.45μm, 传感器为2/3英寸 CCD，数据位数为14位以获得较大的动态范围和较好的信噪比，采用像面尺寸2/3英寸的百万级的工业镜头，视野为12.5mm*10.5mm，带材表面形貌最小分辨率约为5微米，曝光时间控制在30微秒，把带材运动造成的拖影控制在1微米左右。缺陷识别的最小分辨率为12微米。缺陷识别采用简单的灰度阈值法，即超过一定的灰度，即识别为缺陷，这要求照明强度保持稳定不变。缺陷识别也可以采用灰度对比度阈值法，这样的好处是不依赖照明强度的稳定。系统可提供这两种缺陷识别法，由用户根据不同应用情况决定，或同时采用。

系统的照明系统如图6所示，采用强光+暗场照明+暗室的照明结构，反射光不进入相机，缺陷由于散射而显现。采用LED环形灯，为了提高测量的灵敏度，同时缩短曝光时间，并减少由于带材移动造成的拖影，照度不低于100000Lux，并可调。由于不同的缺陷及不同的缺陷取向需要不同的入射光的角度才能取得最佳的显现强度，最好是使用多个具有不同入射角的环形LED灯，但是出于成本和安装体积的考虑，本实施例中使用两个不同入射角的环形LED灯来照明，入射角分别为在0-10度和50-70度。低角度光源有利于识别带材轻微变形缺陷，高角度光源有利于识别颗粒，深度划痕等缺陷。照明光光谱一般使用白光这是因为不同的缺陷的最佳的显现也许和光的颜色有关，同时一般相机的最佳灵敏度光谱都是在可见光谱内。另一种照明光的选择是包括紫光或紫外光，因为短波长的光更容易被带材表面的微颗粒散射，从而提高微颗粒探测的灵敏度。系统置于暗盒中，暗盒吸收反射光，反射光造成的漫反射光和外界的杂散光不进入成像系统，光源要求长期稳定，光衰小，有光强探头（比如2%精度的光敏电阻）检测光强的漂移，并控制光强调节把漂移的光强自动调回来。

系统需要读取带材坐标，带材坐标来自于走带系统的位置编码器。

成像装置获得图像后，根据用户选择的缺陷识别方法，识别出缺陷，然后用数值计算模拟的方法或简单快速的切片法，计算出缺陷对电流的阻碍率，然后把电流阻碍率和对应的带材位置存储到检测结果文件，并在计算机上显示出电流阻碍率-带材位置的图，供用户快速判读是否这根带子是优品、次优品、及格品还是次品。如果电流阻碍率超过了用户设定的阈值，需要把缺陷图像以带材坐标为名存储下来，供将来的可能的人工具体分析。

系统软件可以进一步具备缺陷类型识别功能，能够识别出不同的缺陷类别，比如水渍斑、群居小颗粒、手指印、划痕、油污点、纤维丝等，不同类型的缺陷以不同的颜色和图标标识画在电流阻碍率-带材坐标图上。对不能识别为现有缺陷类型的缺陷，系统需要把缺陷图像以带材坐标为名存储下来，供将来的可能的人工具体分析分类，总结出缺陷类型特征，提供给软件。

系统软件可以进一步具备缺陷类型特征学习归纳功能，当用户提供一定数量的同一类缺陷给系统后，软件能够自动归纳出这类缺陷的特征。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。